为什么很多人妄自猜测黑洞里面的世界，黑洞也许其实就是一个星体，为什么把它说的这么神秘？

dallor

为什么很多人妄自猜测黑洞里面的世界，黑洞也许其实就是一个星体，为什么把它说的这么神秘？

坏人/fw

这个问题分为两部分。“为什么有人喜欢猜测黑洞（视界）里面的世界”和“为什么把黑洞说得这么神秘”。


第一个问题。以最简单的史瓦西黑洞为例。视界后面/黑洞里面到底是什么，在单纯的广义相对论中，这个是没法观测/不可证伪的。


一方面，我们无论朝黑洞扔什么东西，都不可能在有限长的时间内亲眼看到它越过视界面/落入黑洞。这个可以用史瓦西度规进行计算，可以参考Carrol的Spacetime and Geometry第五章（书上没给具体的计算，但是这是一个很好的exercise，用第五章第三节的知识就足够了；算出来的结果是，越过视界面的时间是对数发散的）。这不是说物体不能落入黑洞，这只是说我们观测不到物体落入黑洞。


另一方面，广义相对论中，史瓦西黑洞内部，一切物体的光锥朝向奇点，从而它们不可能从黑洞视界面后面逃脱——在广义相对论的框架内，我们根本不能通过观测知道黑洞内部有什么东西。换句话讲，无论你说黑洞内部有什么，我们暂时都没有办法反驳你。


所以猜测黑洞里面的结构的人一般有四种情况：
（1）简单的广义相对论教学，稍微讲一下黑洞和度规，但不做深入探讨；
（2）引力相关的科研；纯粹的广义相对论中，黑洞内部是不可观测的，但是简单的计算表明，在粒子靠近黑洞的时候，远处静止的观测者看到的粒子的能量越来越高，逐渐逼近量子引力效果明显的能量尺度，所以单纯的广义相对论分析可能不再适用，需要新的量子引力的理论；于是我们一部分人尝试构造量子引力理论，看看在新的框架下黑洞内部能不能有可观测的效应；
（当然，从事这个领域的人相对较少，而且在大多数人看来这个领域可能非常“玄学”。我大三在美帝做暑期科研的时候，听到一种观点，认为视界面就是时空的边界，然后物体落到上面之后会有各种*****（听不懂）的效应）
（3）科幻爱好者的想象（非科学）；
（4）民间科学家的宣传（非科学）。


第二个问题，上面也已经提到了——我们对于黑洞的了解是在是太少了，所以它对于我们而言依然很神秘。一方面，对于黑洞附近的引力效应的研究能帮助我们更精确的检验广义相对论，甚至帮助我们发现新的引力理论。另一方面，对于星系中心的超大质量黑洞的形成的研究也有助于我们研究星系的形成和演化。

JczaEZNv

黑洞无毛定理：黑洞的性质仅由质量、电荷量、角动量三个物理量决定。（该假说于1973年被霍金等人证明）
描述物体的其他物理量全部由于黑洞的巨大引力撕碎在视界内。当一个物体坠入黑洞，其信息会永远停留在视界之外。所以坠入黑洞并不意味者毁灭，只是我们不知道视界内部到底发生了什么。
有什么能比未知更神秘的呢？


更新2018-05-11
有人提到黑洞的半径，那我再补充一点：黑洞的史瓦西半径。
史瓦西半径：如果特定质量的物质被压缩到一定的半径值之内，将没有任何已知类型的力可以阻止该物质在自身引力的条件下将自己压缩成一个黑洞。
该半径由物体逃逸速度推导而来（推导过程很简单，利用高中物理知识即可，大家感兴趣可以自行百度）直接上结论：

Rs为天体的史瓦西半径，G为万有引力常数，M为黑洞的质量，c为光速。可知这个半径是由黑洞的质量计算而来，不是黑洞本身的物理量。
史瓦西半径形成的球面就是黑洞的视界（假设黑洞本身不自转），也是可观测的黑洞“半径”。至于黑洞本身的半径，因为小于史瓦西半径而无法观测。

傲雪风

============评论区居然有人还在质疑黑洞存在的证据，对此我通过简单陈述科学推论的过程进行了一些解释，放在了评论区============
我对这种在自己基础知识储备不足的情况下提出的质疑缺少好感。如同四则运算都没搞明白就质疑火箭有什么了不起的不就是装上燃料点燃送上天吗一样有点让人不快。
妄自猜测？用通过无数实验证明过的广义相对论推导出的黑洞视界之内奇异现象的描述可不是妄自猜测。
我简单罗列几个奇异现象：
1. 黑洞视界内时间具有空间性，空间具有时间性。意思是黑洞视界内时间可以正向反向移动，类似寻常宇宙中空间的性质；空间却只能往一个方向走，类似寻常宇宙中时间的性质。
2. 奇点用计算来说是一个体积无限小的零维度的点，就是一个概念上的点。但根据角动量守恒原理黑洞是在旋转的，那么奇点如果真的是个点怎么可能旋转？意思就是奇点的物理性质根据现在的理论完全未知。
3. 黑洞视界内发生的事情与外界宇宙断开了因果关系。简单说黑洞是一块在我们外界宇宙看来没有因果关系的区域。那么问题来了：既然是一块与我们没有因果关系，永远无法涉足的区域，那这块区域的质量是哪来的？为什么一块不在我们视界线内的区域，或者从我们的宇宙中永远“丢失”的事件的集合，存在从我们宇宙中可以测量的质量？
4. 物理学的根基之一是物质不灭，质能守恒。黑洞吞噬的物质与我们的世界永远失去了联系，守恒何在？通过黑洞蒸发吗？还是黑洞视界表面编码？
类似的未解之谜太多了，我就不继续列举了。请注意这些都不是妄自猜测，而是通过严谨的理论分析得出的悖论和矛盾。这也是黑洞如此让物理学家着迷的原因。
井蛙无以言苍穹，夏虫不可以语冰，我没有针对贬低题主的意思，但根据四层认知层次原理，题主目前尚处于“不知道自己不知道什么”的阶段。要想更深的感受黑洞和当代物理的奥妙，只有学得越多才能认识到自己未知的越多，达到“知道自己不知道”的境界。
以上。

5674152

黑洞只是一个星体？
恩恩，它确实是一个星体，但这个星体里却有宇宙中最难解的“奇点”，在这里，一切物理定律都失效了。
你说它神秘不神秘？